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[!--downpath--]高中数学常见试题:估算电加热问题。 在估算之前,总是需要确定该电路是否是纯内阻电路。 好难的孩子! 来吧,老师已经总结过了!
纯内阻电路
纯内阻电路是通电时只产生热量的电路,即通电时所有电能都转化为电路内阻的内能,不对外做功。
纯内阻电路中只有内阻、电源和导线,电能不能转化为热能以外的能量。
例如:灯、电烙铁、熨斗等,它们只是产生热量。 它们都是纯内阻电路。
非纯内阻电路
因为机箱、电吊扇等不仅产生热量电功率的计算公式初中,而且还要对外做功,所以这是一个不纯的内阻电路。 不纯内阻电路中的电能一部分转化为内阻的内能,一部分转化为其他形式的能量电功率的计算公式初中,如机箱、风扇等,一部分电能为转化为机械能。
①纯内阻电路(如白炽灯、电炉、电饭锅、电熨斗、电热毯、电熨斗、卡转子电机等)中,电功率等于电热,即W=Q =Pt=UIt = I²Rt = U²t/R;
②非纯内阻电路(富含电机、电吊扇、冰箱、电磁炉、电解槽、充电蓄电池、日光灯等)消耗的电能不仅转化为内能,还有一部分转化为内能。机械能(如电动机)或物理能(如电解槽),即:
电动机:W = E 机 + Q(UIt = E 机 + I²Rt)
此时:W>Q(UIt>I²Rt)
在非纯内阻电路中,U²t/R既不能表示电功率,也不能表示电热,因为欧姆定律不再成立。
电力、火力发电
①纯内阻电路中,电功率等于热功率,即P=UI=I²R=U²/R;
②在非纯内阻电路中,电功率只能根据P=UI计算,因为在非纯内阻电路中,电压和电流不满足欧姆定理,这样形成的热功率为仅总功率 P= 作为 UI 的一部分,请记住电压产生的热量只能通过 P=I2R 来估计。
作为反例,电阻为2Ω的电机,工作电流为15V,电压为5A,所以:
正常工作时功率为:
P1=UI=15V×5A=75W;
正常工作时,加热功率为:
P2=I2R=(5A)2×2Ω=50W;
转换成机械能的功率为:
P3=P1-P2=25W;
非常提醒:
不要以为有电机的电路就一定是不纯的内阻电路。 当电机不旋转时,仍然是纯内阻电路。 欧姆定律仍然适用,所有电能都转化为内能。 只有当电机旋转时才是不纯内阻电路,U>IR,欧姆定律不再适用,大部分电能转化为机械能。
同样的情况:
电机电阻为2Ω,工作电流为15V,电压为5A,所以:
正常工作时功率为:
P1=UI=15V×5A=75W;
正常工作时,加热功率为:
P2=I2R=(5A)2×2Ω=50W;
转换成机械能的功率为:
P3=P1-P2=25W;
如果正常工作的电机此时被卡住,电机将不再转动,成为纯内阻电路。
那么此时的电压也会急剧变化:
I1=U/R=15V/2Ω=7.5A;
加热功率为:
P4=(I1)2R=U2/R=112.5W;